H桥原理

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h桥工作原理

h桥工作原理

h桥工作原理
H桥是一种电子电路,通常由四个开关器件组成,常用于控制电机的转向和速度。

H桥工作原理如下:
1. 电源供电:将电源的正极连接到H桥的正极,负极连接到H桥的负极。

2. 控制开关:根据需要,控制开关器件(如MOS管、晶闸管等)的通断状态。

3. 控制方向:通过控制开关器件的通断状态,将电源的正极和负极分别接入到不同的电机线圈中,实现电机的正反转。

- 若将电源的正极接入到电机的一个线圈,负极接入到另一个线圈,电流从正极进入电机的一个线圈,经过电机内部的线圈导体,流入另一个线圈,最终从电机另一端的线圈流回负极。

电机正转时,通过控制开关器件将电源接入到一个线圈,使电流流动的方向适合电机正转的要求。

- 若将电源的正极接入到电机的另一个线圈,负极接入到前一个线圈,电流则从电机的另一个线圈进入,然后流入前一个线圈,最终回到负极。

电机反转时,通过控制开关器件将电源接入到另一个线圈,使电流流动的方向适合电机反转的要求。

4. 控制速度:通过控制开关器件的通断频率和占空比,改变电
机线圈中的电流波形,控制电机的速度。

- 通过改变通断频率,可以控制电机转动的速度。

通断频率越高,电机转动越快,反之,通断频率越低,电机转动越慢。

- 通过改变占空比,可以改变电流在线圈中的流动时间与不流动时间的比例,从而控制电机的转动力矩大小。

占空比越大,电机承受的电流越长时间,力矩越大;占空比越小,电机承受电流的时间越短,力矩越小。

综上所述,H桥通过控制开关器件的通断状态来控制电机的转向和速度。

h桥电路工作原理

h桥电路工作原理

h桥电路工作原理
h桥电路是一种用于直流电机控制的电路,是一种可变电压的电路。

它的基本结构是由四个晶体管或四个集电极开关(也称为MOSFET)组成的桥式电路。

晶体管或MOSFET的每个极称为h桥电路的四个端口,其中包括高端(V+)、低端(V-)、正转端(CW)和反转端(CCW)。

h桥电路的工作原理是通过控制晶体管或MOSFET的开关而改变直流电机的电压分配,从而控制直流电机的方向和转速。

比如,当V+与CW端口相连,V-与CCW端口相连时,电机会以正转方向运转,而当V+与CCW端口相连,V-与CW端口相连时,电机会以反转方向运转。

此外,h桥电路还可以通过控制电压的大小来控制电机的转速,当电压升高时,电机的转速也会增加。

h桥电路结构简单,容易控制,因此有广泛的应用,如电动工具、游戏机等。

它的特点是可以控制电机的转速和方向,且控制精度高,操作方便,可以实现高速、可靠的运动控制,是电动马达控制的重要组成部分。

总而言之,h桥电路是一种可变电压的电路,通过控制晶体管或MOSFET的开关,可以控制直流电机的方向和转速,实现高速、可靠的运动控制,是电动马达控制的重要组成部分。

它的结构简单,操作方便,容易控制,是实现电机控制的有效方法,可以用于各种
直流电机控制应用。

H桥电机驱动原理与应用

H桥电机驱动原理与应用

H桥电机驱动原理与应用H桥电机驱动是一种常见的电机驱动电路,可以用于控制直流电机或步进电机的转动方向和转速。

它由四个开关器件组成,分别为两个电流控制开关和两个反向控制开关。

通过对这四个开关的控制,可以实现电机的正转、反转、制动和自由转动等多种控制方式。

以下将详细介绍H桥电机驱动的原理和应用。

一、H桥电机驱动原理H桥电机驱动的原理就是通过对四个开关的控制,实现对电机的正转、反转、制动和自由转动等控制方式。

H桥电机驱动电路的电源可以是直流电源或交流电源,但直流电源更为常见。

下面以直流电机为例,介绍H桥电机驱动的原理。

1.正转:当S1和S4开关闭合,S2和S3开关断开时,电机的两个端子相互连接,电流可以通过电机,电机在电流的作用下产生转动。

此时电压极性满足正转条件,电机正常工作。

2.反转:当S1和S4开关断开,S2和S3开关闭合时,电机两个端子连接方式发生变化,电流仍然可以通过电机,但是电机的电压极性与正转时相反,电机反转。

3.制动:当S1和S2及S3和S4两组开关中有一个组合闭合,另一个组合断开时,电机的两个端子短路,形成制动电路,电机被迫停转,短路电流通过电机产生的反电动势产生制动力矩。

4.自由转动:当S1和S4开关断开,S2和S3开关闭合时,电机的两个端子断开,此时电机处于自由转动状态,可以自由地转动。

二、H桥电机驱动应用1.机器人控制:H桥电机驱动常用于机器人的关节控制,通过对H桥电机驱动的控制,可以实现机器人的灵活转动和运动控制。

2.汽车电动传动系统:现代汽车电动传动系统中,电动驱动电机是核心部件之一,H桥电机驱动技术被广泛应用于汽车电动驱动系统中,实现对电动车辆的动力控制。

3.工业自动化设备:工业自动化设备中经常需要对电机进行控制,H 桥电机驱动技术可以在工业自动化设备中实现对电机的精确控制,提高生产效率。

4.电子消费品:电子消费品中常用的电机驱动技术大多采用H桥电机驱动,如电动工具、智能家居设备等,通过对H桥电机驱动的控制,实现对电机的正反转和转速控制。

直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L90_L298N_LMD18200

直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择L90_L298N_LMD18200

直流电机H桥驱动原理和驱动电路选择
L90_L298N_LMD18200
引言:
一、直流电机H桥驱动原理
H桥驱动电路是一种能够实现正转、反转和制动的驱动方式,它由四个开关元件组成,能够控制电流的流向和大小。

通过合理的控制开关元件的导通和截止,可以实现对直流电机的正转、反转和制动等功能。

H桥驱动电路常见的两种工作方式:
1.正转:左侧两个开关导通,右侧两个开关截止;
2.反转:右侧两个开关导通,左侧两个开关截止。

在正转和反转的过程中,需要注意避免短路现象,即左侧两个开关和右侧两个开关同时导通,这将短路电源导致电路故障。

因此,需要通过时序控制来确保开关元件的导通和截止顺序正确。

二、驱动电路选择
1.L9110
L9110是一款低电压驱动电机的H桥芯片,适用于驱动小功率直流电机。

其特点如下:
-工作电压范围:2.5V-12V;
-静态工作电流:≤1.2A;
-最大峰值电流:2.5A。

L9110适用于一些低功率的应用场景,如小型智能车、机器人等。

2.L298N
L298N是一款常用的H桥驱动芯片,适用于较大功率的直流电机驱动。

其特点如下:
-工作电压范围:4.8V-46V;
-最大输出电流:2A;
-输出功率:≤25W。

L298N适用于一些较大功率的应用场景,如工业设备、机器人等。

-工作电压范围:12V-55V;
-过流保护:有;
-输出电流:≤3A。

总结:。

电机h桥驱动电路工作原理

电机h桥驱动电路工作原理

电机h桥驱动电路工作原理电机H桥驱动电路是电机驱动的一种重要方式,电子系统中经常会使用到,比如机器人、车辆控制等等。

本文将详细介绍电机H桥驱动电路的工作原理,以及应用场景。

一、H桥驱动电路概述H桥指的是由四个开关管或者MOS管组成的桥式电路。

这种电路有多种电机驱动方式,其中最常见的是单向直流电机的正反转控制。

通过对四个开关管进行控制,可以实现电机的正反转和制动等功能。

二、H桥驱动电路的工作原理H桥驱动电路的基本原理是通过改变电路的通断情况,从而对电机进行不同方向的驱动。

H桥驱动电路由四个二极管和四个MOS管组成。

其中二极管被用于保护MOS管,并防止由电机反向带来的过电压。

1. 正转控制在正转控制的情况下,S1和S4导通,S2和S3断开。

电源的正极就通过S1流向电机的正极,电机负极通过S4回流电源的负极,从而实现了电机正转。

2. 反转控制在反转控制的情况下,S2和S3导通,S1和S4断开。

电源的正极就从S2导向电机的负极,电机的正极通过S3回流电源的负极,从而实现了电机反转。

3. 制动控制在制动控制的情况下,两边都断开,或被连通在一起形成短路状态,这样可以实现电机的制动效果。

4. 制动后反转如果电机在制动状态下需要反转,那么可以先将电机停下,再进行反转操作,这样可以得到较好的反转效果。

三、H桥驱动电路的应用场景H桥驱动电路广泛应用于机器人、车辆、船舶等控制系统中,在这些应用场景中,电机是控制系统的一个非常关键的组成部分。

H桥驱动电路不仅可以实现电机的正反转控制,还可以用于调速控制、测速控制等多种应用场景中。

1. 机器人应用机器人在工业自动化、医疗保健、家庭助理、智能安防等众多领域都有广泛的应用。

机器人的驱动系统主要是电机驱动,而H桥驱动电路是机器人驱动系统中的重要组成部分。

机器人需要精准的控制,以实现复杂的动作,H桥驱动电路可以实现电机的正反转控制,同时还能同时控制多个电机,实现机器人的多自由度自由移动。

h桥驱动电路原理

h桥驱动电路原理

h桥驱动电路原理
H桥驱动电路原理。

H桥驱动电路是一种常用的电路结构,它可以实现直流电机的正反转控制,同
时也可以实现电机的制动功能。

在各种电机驱动系统中,H桥驱动电路都有着广泛的应用。

本文将对H桥驱动电路的原理进行详细介绍,包括其基本结构、工作原
理和应用特点。

H桥驱动电路的基本结构包括四个开关管,分别为Q1、Q2、Q3和Q4。

其中,Q1和Q4被连接成一对,负责控制电机的正转;Q2和Q3被连接成一对,负责控
制电机的反转。

通过对这四个开关管的控制,可以实现电机的正反转和制动功能。

H桥驱动电路的工作原理是通过控制开关管的通断来改变电机的接入方式,从
而改变电机的运行状态。

在电机正转时,Q1和Q4导通,Q2和Q3断开;在电机
反转时,Q2和Q3导通,Q1和Q4断开;在制动时,同时断开Q1、Q2、Q3和Q4。

通过这种方式,可以实现对电机的灵活控制。

H桥驱动电路具有以下几个特点,首先,可以实现电机的正反转和制动功能,
具有很高的控制灵活性;其次,可以有效减小电机的启动电流,提高系统的运行效率;最后,H桥驱动电路可以实现对电机的精确控制,适用于各种精密控制系统。

在实际应用中,H桥驱动电路广泛应用于各种电机驱动系统中,如电动汽车、
工业生产线、机器人等。

在这些应用中,H桥驱动电路可以实现对电机的高效控制,提高系统的稳定性和可靠性。

总之,H桥驱动电路是一种常用的电机驱动电路,具有灵活的控制方式和高效
的工作性能。

通过对其原理的深入理解,可以更好地应用于各种电机驱动系统中,为工业自动化和智能控制领域带来更多的便利和效益。

h桥电路的原理及应用介绍

h桥电路的原理及应用介绍

H桥电路的原理及应用介绍一、H桥电路原理H桥电路是一种常见的电子电路结构,因其形状类似于英文字母“H”,故得名为H桥。

H桥电路主要用于控制直流电机或其他电机的方向和速度。

它由四个开关器件(如晶体管或场效应管)组成,形成了一个H形的电路结构。

在H桥电路中,当两个开关器件处于导通状态,而另外两个处于截止状态时,电机就会正向旋转;反之,当另外两个开关器件导通时,电机就会反向旋转。

通过控制这四个开关器件的开关状态,可以控制电机的旋转方向和速度。

二、H桥电路结构典型的H桥电路结构如下图所示:图:H桥电路结构示意图在图中,当Q1和Q4导通,而Q2和Q3截止时,电流从左至右流过电机,使电机正向旋转;反之,当Q1和Q4截止,而Q2和Q3导通时,电流从右至左流过电机,使电机反向旋转。

三、H桥电路工作模式根据开关器件的控制方式,H桥电路有三种工作模式:双极性模式、单极性模式和斩波模式。

双极性模式:在这种模式下,电机在正转和反转时都以全速运行。

这种模式适用于需要高转矩的应用。

单极性模式:在这种模式下,电机只能在一个方向上全速运行,而在反方向上停止。

这种模式适用于需要快速反转的应用。

斩波模式:在这种模式下,电机的平均电压和电流被调节在一定的范围内。

这种模式适用于需要精确控制电机速度的应用。

四、H桥电路驱动方式H桥电路的驱动方式主要有两种:直接驱动和隔离驱动。

直接驱动:在这种方式下,控制信号直接驱动开关器件。

这种方式简单、成本低,但要求控制信号的电流驱动能力较强。

隔离驱动:在这种方式下,使用隔离器件(如光耦合器)将控制信号与开关器件隔离,以避免相互影响。

这种方式适用于高速、大功率应用。

五、H桥电路的应用领域H桥电路广泛应用于各种需要控制直流电机方向和速度的场合,如电动玩具、汽车电子、无人机等。

它还可以用于控制其他类型的负载,如电磁阀、加热器等。

六、H桥电路在电机控制中的应用在电机控制中,H桥电路主要用于直流电机的方向和速度控制。

H桥驱动原理

H桥驱动原理

基本概念H桥(H-Bridge), ,即全桥(因外形与H相似故得名),常用于(DC-AC转换,即直流变交流)。

通过开关的开合,将直流电(来自电池等)逆变为某个频率或可变频率的交流电,用于驱动交流电机(等)。

工作原理控制方式H桥的控制主要分为近似方波控制和(PWM)和级联多电平控制。

近似方波控制即quasi-square-wave-control, 输出波形比正负交替方波多了一个零电平(3-level),大为减少。

优点是开关频率较低,缺点是谐波成分高,需要滤波器的成本大。

脉冲宽度调制即Pulse width modulation,分为单极性和双极性pwm. 随着开关频率的升高,输出电压电流波形趋于正弦,谐波成分减小,但是高开关频率带来一系列问题:开关损耗大,电机绝缘压力大,发热等等。

多电平即multi-level inverter,采用级联H桥的方式,使得在同等开关频率下谐波失真降到最小,甚至不需要用滤波器,获得良好的近似正弦输出波形。

应用于直流电机采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。

如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图4.16所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。

图4.16 使能信号与方向信号的使用实际使用的时候,用分立元件制作H桥是很麻烦的,市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。

比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。

附两张分立元件的H桥驱动电路:。

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H桥电机驱动原理与应用
原著:吉姆布朗1998年4月
整理上传:鲍勃乔丹2002年9月
翻译:韦文潮2007年12月
本文的内容是要告诉大家什么是H桥以及它如何是工作的。

我们首先来看马达是如何转动的呢?举个例子:你手里拿着一节电池,用导线将马达和电池两端对接,马达就转动了;然后如果你把电池极性反过来会怎么样呢?没有错,马达也反着转了。

OK,这个是最基本的了。

现在假设你想用一块指甲盖大小的微控制芯片(MCU)。

你又如何控制马达的呢?首先,你手上有一个固态的状态开关——一个晶体管——来控制马达的开关。

提示:如果你用继电器连接这些电路的时候,要在继电器线圈两端并一个二极管。

这是为了保护电路不被电感的反向电动势损坏。

二极管的正极(箭头)要接地,负极要接在MCU连接继电器线圈的输出端上。

电路连接好后,你可以用一个逻辑输出的信号来控制马达了。

高电平(逻辑1)让继电器导通,马达转动;低电平(逻辑0)让继电器断开,马达停止。

在电路相同的情况下,把马达的“极性”反过来接,我们可以控制马达的翻转和停止。

问题来了:如果我们要同时需要马达能够正转好反转,怎么办?难道每次都要把马达的连线反过来接?
我们先来看另一个概念:马达速度。

当我们在其中一种状态下,频繁的切换开关状态的时候,马达的转速就不再是匀速,而是变化的了,相应的扭矩也会改变。

通常反应出来的是马达速度的变化。

我们想要同时控制正反向的话,就需要更多的电路——没错,就是H桥电路。

H桥电路的“H”的意思是它实际电路在电路图上是一个字幕H的样式。

下图就是一个用继电器连接成的H桥电路。

处于“高”位置的继电器是控制电源流入的方向,称之为“源”电路;处于“低”位置的继电器是控制电源流入地的方向,称之为“漏”电路。

现在,你将左上电路(A)和右下电路(D)接通,马达就正转了(如下图)。

此时各个端口的逻辑值为A-1、B-0、C-0、D-1.
将逻辑值反过来,电路的方向就调转了,马达反转(如下图)。

此时逻辑值为A-0、B-1、C-1、D-0。

注意:千万不能将同一侧的两个电路同时接通,否则会在电源和地之间形成短路。

比如A和C或者B和D同时为1.
半导体H桥:现在我们来讨论使用场效应管连接的H桥。

这是我们实际使用的H桥电路的真正形式。

我们现在不需要在继电器两端接二极管了,不过还是要在控制管两端接。

下图是电路图。

在图上我们看到晶体管代替了继电器。

在高位的晶体管必须是PNP型三极管或者P沟道场效应管;低位的晶体管必须是NPN型三极管或者N沟道型场效应管。

如果你将两个高位电路或者两个低位电路同时接通,你的马达会自动制动。

这是因为当没有电源供给时,马达在自由转动的情况下是处于发电状态,同位的电路接通,相当于将马达的两端“短接”,那么马达会因为短路而相当与接了一个无限大功率的电炉即一个很大的负载,所以马达就会产生“电”制动;当你把马达两端悬空后,它就恢复自由了。

为了以避免马达的反电动势的危害,我们仍然需要在晶体管两端接二极管,因为马达线圈在电路开闭瞬间产生的反向电动势通过会高过电源,这样对晶体管和电路会有很大的影响甚至烧毁零件。

半导体晶体管本身有导通电阻,在通过大电流时会明显发热,如果没有散热措施会很容易烧毁。

这样就会限制电路功率的增加。

Mosfets(金属氧化物半导体场效应晶体管),这里简称MOS管,由于结构和原理的不同,导通电阻远比普通三极管低,允许流过更大的电流。

而且MOS管都内置有反向二极管来保护管子本身。

所以采用MOS管连接H桥不但效率可以提高,电路也可以简化。

使用MOS管搭建H桥,高位电路要用P沟道管;低位要用N沟道管。

因为N沟道管比P沟道管便宜的多,所以有人用N沟道管在高位,加上削波电路来抑制反电动势。

应用H桥的关键是四个电路开闭状态的准确。

一旦在电源和地之间出现通路,毫无疑问会立刻产生短路,让你的晶体管变成一枚小炸弹。

下面我们介绍一些H桥的集成电路,这样我们可以更容易更安全的使用H桥。

常用H桥集成电路
L293内置两个H桥,每个桥提供1A的额定工作电流,和最大2A的峰值电流。

它能驱动的马达一般是不超过35毫米照片胶卷筒大小。

L298内置两个H桥,每个桥提供1A的额定工作电流,和最大3A的峰值电流。

它能驱动的马达不超过可乐罐大小。

LMD18200内置1个H桥,工作电流2~3A,峰值电流6A。

它驱动可乐罐大小的马达。

当然还有很多H桥集成电路,这里就不一一介绍了。

好了!关于马达和H桥我们就说到这里了,祝你玩得愉快!
请访问DPRG H-Bridge Project,获取更多H桥DIY的详细资源。

L298集成电路应用实验
原著:吉姆布朗1998年4月
整理上传:NCC 2002年8月
翻译:韦文潮2007年12月
 
概要
本电路实验主要使用一片L298加上1000微法电容和12个二极管。

目的是制作一个便携式的两路马达驱动电路,提供微处理器控制接口。

该L298应用电路的设计者是克莱迪蒙。

电路板只需要单面覆铜板即可,在元件面可以印刷加上接口说明和元件引线说明。

电路板
电路图
PCB印刷图
说明:L298的1、2端控制马达A的开关、正反,enable A 控制脉宽;3、4端和enable B控制马达B。

该电路图版权遵照第二版或者以上的通用公共授权(GNU GPL),任何人可以将此电路应用与任何场合、任何用途,并不受限制的修改或者改进,这些修改或改进同样对所有人公开。

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